Procedimiento y aparato de selección de antenas en un sistema de MIMO.

Un aparato de selección de antenas en un sistema de MIMO, que comprende:

medios para seleccionar M antenas de transmisión virtuales entre V antenas de transmisión virtuales

,

en el que M es uno o más y V es igual o mayor que M; en el que una matriz ortonormal de dimensiones TxV es usada para formar las V antenas de transmisión virtuales, en el que la matriz ortonormal está definida de modo que una suma de una magnitud al cuadrado de las V entradas en cada fila sea igual a un valor constante, y en el que una matriz de permutación es usada para seleccionar las M antenas de transmisión virtuales;

medios para correlacionar símbolos de salida con las M antenas virtuales; y

medios para proporcionar los símbolos de salida correlacionados para su transmisión desde T antenas de transmisión, en el que T es igual o mayor que V y T representa un cierto número de antenas de transmisión físicas.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/032900.

Solicitante: QUALCOMM INCORPORATED.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5775 MOREHOUSE DRIVE SAN DIEGO, CA 92121 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GOROKHOV, ALEXEI, KADOUS,TAMER, KHANDEKAR,AAMOD, GORE,Dhananjay Ashok.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando... > H04B7/06 (en la estación de emisión)

PDF original: ES-2525474_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y aparato de selección de antenas en un sistema de MIMO

La presente solicitud reivindica prioridad respecto de la Solicitud provisional Estadounidense con N° de Serie 6 / 71.48, titulada "Procedimiento y aparato para la diversidad de antenas en sistemas de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas", presentada el 22 de agosto de 25 y la Solicitud provisional Estadounidense con N° de Serie 6 / 711.144, titulada "Procedimiento y aparato para la diversidad de antenas en sistemas de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas", presentada el 24 de agosto de 25, ambas cedidas al cesionario de la presente solicitud. La presente solicitud está adicionalmente relacionada con la Solicitud de Patente Estadounidense, transferida legalmente, con N° de Serie a determinar, titulada "Sectorización adaptable en sistemas celulares", presentada el mismo día que la presente solicitud.

Antecedentes

I. Campo

La presente revelación se refiere, en general, a la comunicación y, más específicamente, a esquemas de transmisión para la comunicación inalámbrica.

II. Antecedentes

En un sistema de comunicación inalámbrica, un transmisor (p. ej., una estación base o un terminal) puede utilizar múltiples (T) antenas de transmisión para la transmisión de datos a un receptor equipado con una o más (R) antenas de recepción. Las múltiples antenas de transmisión pueden ser usadas para aumentar el caudal del sistema transmitiendo distintos datos desde estas antenas y / o para mejorar la fiabilidad transmitiendo datos de manera redundante. Por ejemplo, el transmisor puede transmitir un símbolo dado desde todas las T antenas de transmisión, y el receptor puede recibir múltiples versiones de este símbolo mediante las R antenas de recepción. Estas múltiples versiones del símbolo transmitido mejoran, en general, la capacidad del receptor para recuperar el símbolo.

Las prestaciones de la transmisión pueden ser mejoradas explotando la dimensión espacial obtenida con las múltiples antenas de transmisión y, si están presentes, las múltiples antenas de recepción. Existe un trayecto de propagación entre cada par de antenas de transmisión y recepción. Se forman T R trayectos distintos de propagación entre las T antenas de transmisión y las R antenas de recepción. Estos trayectos de propagación pueden experimentar distintas condiciones de canal (p. ej., distintos efectos de desvanecimiento, multi-trayecto e interferencia) y pueden lograr distintas razones entre señal y ruido e interferencia (SNR). Las respuestas de canal para los T R trayectos de propagación pueden variar de un trayecto a otro y pueden además variar entre las frecuencias para un canal inalámbrico dispersor y / o a lo largo del tiempo para un canal inalámbrico variable en el tiempo.

Un inconveniente grave para usar múltiples antenas de transmisión para la transmisión de datos es que la respuesta de canal entre cada par de antenas de transmisión y de recepción (o cada trayecto de propagación) necesita habitualmente ser estimada a fin de recibir debidamente la transmisión de datos. La estimación de la respuesta completa de canal para todos los T R pares de antenas de transmisión y de recepción puede ser indeseable por varios motivos. En primer lugar, una gran cantidad de recursos de enlace pueden ser consumidos a fin de transmitir una señal piloto usada para la estimación de canal, lo cual, a su vez, reduce los recursos de enlace disponibles para transmitir datos. En segundo lugar, la estimación de canal para todos los T R pares de antenas de transmisión y de recepción aumenta la sobrecarga de procesamiento en el receptor.

La Publicación de Patente Estadounidense N° US24 / 23347 revela la selección de un conjunto de antenas para su uso en un sistema de comunicación inalámbrica.

Existe, por lo tanto, la necesidad en la técnica de esquemas de transmisión que puedan paliar la necesidad de estimar la respuesta completa de canal para todos los pares de antenas de transmisión y de recepción.

Sumario

Esta necesidad es satisfecha por la invención según lo definido en las reivindicaciones independientes. Desarrollos adicionales de la invención son el tema de las reivindicaciones dependientes.

Los esquemas de transmisión que pueden lograr flexiblemente el orden de multiplexado espacial, el orden de diversidad espacial y el orden de sobrecarga de estimación de canal deseados son descritos en la presente memoria. El orden de multiplexado espacial determina el número de símbolos a enviar simultáneamente por una sub-portadora en un periodo de símbolos, el orden de diversidad espacial determina la magnitud de la diversidad espacial observada por los símbolos transmitidos y el orden de sobrecarga de estimación de canal determina la magnitud de sobrecarga de señales piloto.

En una realización, según lo definido en las reivindicaciones adjuntas para una transmisión de datos desde un transmisor a un receptor, se determinan las sub-portadoras asignadas al receptor y el orden (M) de multiplexado espacial para el receptor, donde M > 1. Para cada sub-portadora asignada, se seleccionan M antenas virtuales entre V antenas virtuales, formadas con V columnas de una matriz ortonormal, donde V > M. V puede ser seleccionado para lograr el orden de 5 diversidad espacial y el orden de sobrecarga de estimación de canal deseados. Las M antenas virtuales para cada subportadora asignada pueden ser seleccionadas de diversas maneras, según lo descrito más adelante. Los símbolos de salida para el receptor están correlacionados con las M antenas virtuales seleccionadas para cada sub-portadora asignada, aplicando la matriz ortonormal. Los símbolos piloto también están correlacionados con las V antenas virtuales. Los símbolos de salida y los símbolos piloto (o símbolos de transmisión) correlacionados se proporcionan para su 1 transmisión desde T antenas físicas de transmisión, donde T > V. Los símbolos de transmisión (p. ej., símbolos de OFDM o símbolos de SC-FDMA) son generados para cada antena de transmisión en base a los símbolos de transmisión para esa antena de transmisión. Distintos retardos cíclicos pueden ser aplicados a los símbolos de transmisión para las T antenas de transmisión.

Diversos aspectos y realizaciones de la invención son descritos en mayor detalle más adelante.

Breve descripción de los dibujos

Las características y la naturaleza de la presente invención devendrán más evidentes a partir de la descripción detallada estipulada más adelante, cuando se considere conjuntamente con los dibujos, en los cuales los caracteres iguales de referencia identifican de manera correspondiente en toda su extensión.

La FIG. 1 muestra un sistema de comunicación inalámbrica.

Las FIGs. 2A y 2B muestran, respectivamente, canales de MISO y de MIMO.

La FIG. 3 muestra un esquema de transmisión con antenas virtuales.

La FIG. 4 muestra un esquema de transmisión con antenas virtuales y diversidad de retardos cíclicos.

La FIG. 5 muestra una transmisión de MIMO recorriendo las antenas virtuales.

Las FIGs. 6A, 6B y 6C muestran tres estructuras ejemplares de sub-portadora.

La FIG. 7 muestra un esquema ejemplar de saltos de frecuencia.

La FIG. 8 muestra un esquema piloto ejemplar para el salto de tasas de símbolos.

Las FIGs. 9A a 9D muestran cuatro esquemas piloto ejemplares para el salto de bloques.

La FIG. 1 muestra un proceso para transmitir datos y señales piloto a uno o más receptores.

La FIG. 11 muestra un aparato para transmitir datos y señales piloto a uno o más receptores.

La FIG. 12 muestra un diagrama de bloques de una estación base y dos terminales.

Descripción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato de selección de antenas en un sistema de MIMO, que comprende:

medios para seleccionar M antenas de transmisión virtuales entre V antenas de transmisión virtuales,

en el que M es uno o más y V es igual o mayor que M; en el que una matriz ortonormal de dimensiones TxV es usada para formar las V antenas de transmisión virtuales, en el que la matriz ortonormal está definida de modo que una suma de una magnitud al cuadrado de las V entradas en cada fila sea igual a un valor constante, y en el que una matriz de permutación es usada para seleccionar las M antenas de transmisión virtuales;

medios para correlacionar símbolos de salida con las M antenas virtuales; y

medios para proporcionar los símbolos de salida correlacionados para su transmisión desde T antenas de transmisión, en el que T es igual o mayor que V y T representa un cierto número de antenas de transmisión físicas.

2. El aparato de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: medios para seleccionar distintos conjuntos de M antenas virtuales entre las V antenas virtuales para distintas sub-portadoras.

3. El aparato de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: medios para aplicar T distintos retardos cíclicos para las T antenas de transmisión.

4. El aparato de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: medios para transmitir una señal piloto por las M antenas de transmisión virtuales.

5. El aparato de la reivindicación 1, en el cual los medios para seleccionar, los medios para correlacionar y los medios para proporcionar los símbolos de salida correlacionados para su transmisión comprenden:

al menos un procesador; y el aparato comprende además:

una memoria acoplada con dicho al menos un procesador.

6. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar un conjunto de M antenas de transmisión virtuales para cada una entre una pluralidad de sub-portadoras de frecuencia, recorriendo las V antenas de transmisión virtuales.

7. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para formar una matriz de permutación, indicativa de las M antenas de transmisión virtuales seleccionadas entre las V antenas de transmisión virtuales, para aplicar la matriz de permutación a los símbolos de salida, y para aplicar una matriz ortonormal usada para formar las V antenas de transmisión virtuales.

8. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar una antena de transmisión virtual entre V antenas de transmisión virtuales para un primer receptor asignado con un primer conjunto de sub-portadoras, para seleccionar más de una antena de transmisión virtual entre las V antenas de transmisión virtuales para un segundo receptor asignado con un segundo conjunto de sub-portadoras, para correlacionar símbolos de salida para el primer receptor con el primer conjunto de sub-portadoras de dicha antena de transmisión virtual, y para correlacionar símbolos de salida para el segundo receptor con el segundo conjunto de sub-portadoras de dichas más de una antenas de transmisión virtuales.

9. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para ajustar a escala símbolos de salida para las M antenas de transmisión virtuales con M ganancias.

1. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para transmitir una primera señal piloto por una primera antena de transmisión virtual entre las V antenas de transmisión virtuales, y para transmitir una segunda señal piloto por las restantes antenas de las V antenas de transmisión virtuales.

11. El aparato de la reivindicación 1, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para transmitir la primera señal piloto por un primer conjunto de sub-portadoras de la primera antena de transmisión virtual, y para transmitir la segunda señal piloto por un segundo conjunto de sub-portadoras, recorriendo las restantes antenas de las V antenas de transmisión virtuales.

12. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para transmitir símbolos piloto por al menos una sub-portadora en al menos un periodo de símbolos, seleccionado en base a un patrón de señales

piloto.

13. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar una

matriz ortonormal entre una pluralidad de matrices ortonormales disponibles para formar las V antenas de transmisión virtuales.

14. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para recibir retro- alimentación que selecciona una matriz ortonormal entre una pluralidad de matrices ortonormales disponibles para formar las V antenas de transmisión virtuales.

15. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para generar símbolos de multlplexado por división ortogonal de frecuencia, OFDM, para las T antenas de transmisión, en base a los símbolos de salida correlacionados.

16. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para generar símbolos de acceso múltiple por división de frecuencia de portadora única, SC-FDMA, para las T antenas de transmisión, en base a los símbolos de salida correlacionados.

17. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar dinámicamente M, en base a las condiciones de canal.

18. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar dinámicamente V, en base a las condiciones de canal.

19. El aparato de la reivindicación 5, en el cual una matriz ortonormal, usada para formar las V antenas de transmisión virtuales, es definida de modo que se use igual potencia de transmisión para las T antenas de transmisión.

2. El aparato de la reivindicación 5, en el cual una matriz ortonormal, usada para formar las V antenas de transmisión virtuales, está basada en una matriz de Fouriero una matriz de Walsh.

21. El aparato de la reivindicación 5, en el cual una matriz ortonormal, usada para formar las V antenas de transmisión virtuales, está basada en el ajuste a escala de una matriz de Fourier o una matriz de Walsh, con distintas fases aleatorias.

22. El aparato de la reivindicación 5, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar M1 antenas de transmisión virtuales, a usar para la transmisión a un primer receptor, entre las V antenas de transmisión virtuales, para seleccionar M2 antenas de transmisión virtuales, a usar para la transmisión a un segundo receptor, entre las V antenas de transmisión virtuales, para correlacionar símbolos de salida para el primer receptor con las M1 antenas de transmisión virtuales, para correlacionar símbolos de salida para el segundo receptor con las M2 antenas de transmisión virtuales, para proporcionar los símbolos de salida correlacionados para el primer receptor, para su transmisión por una primera sub-portadora de las T antenas de transmisión, y para proporcionar los símbolos de salida correlacionados para el segundo receptor, para su transmisión por una segunda sub-portadora de las T antenas de transmisión, en el que tanto M1 como M2 son iguales a uno, o mayores, y V es Igual o mayor que el mayor entre M1 y M2.

23. El aparato de la reivindicación 22, en el cual M1 no es igual a M2.

24. El aparato de la reivindicación 22, en el cual las sub-portadoras primera y segunda son una sub-portadora, y en el cual las transmisiones son enviadas a los receptores primero y segundo usando el acceso múltiple por división espacial, SDMA.

25. El aparato de la reivindicación 5, en el cual:

dicho al menos un procesador está configurado para correlacionar símbolos de salida con la pluralidad de antenas, en base a al menos un patrón de correlación seleccionado entre una pluralidad de patrones de correlación, en el que cada patrón de correlación indica una correlación específica de un símbolo de salida con la pluralidad de antenas.

26. El aparato de la reivindicación 25, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar distintos patrones de correlación para distintas sub-portadoras en un periodo de símbolos.

27. El aparato de la reivindicación 25, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar distintos patrones de correlación para periodos de símbolos.

28. El aparato de la reivindicación 25, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para seleccionar distintos patrones de correlación entre la pluralidad de patrones de correlación para distintas sub-portadoras o distintos periodos de símbolos, en base a un patrón predeterminado.

29. El aparato de la reivindicación 25, en el cual dicho al menos un procesador está configurado para aplicar una columna distinta de una matriz ortonormal para cada una entre una pluralidad de sub-portadoras, de acuerdo a un patrón predeterminado, en el cual la matriz ortonormal incluye una pluralidad de columnas para la pluralidad de patrones de

correlación.

3. Un procedimiento de selección de antenas en un sistema de MIMO que comprende:

seleccionar M antenas de transmisión virtuales, a usar para la transmisión, entre V antenas de transmisión virtuales, en el que M es uno o más y V es igual o mayor que M,

en el que una matriz ortonormal de dimensiones TxV es usada para formar las V antenas de transmisión virtuales,

en el que la matriz ortonormal está definida de modo que una suma de una magnitud al cuadrado de las V entradas en cada fila sea Igual a un valor constante, y en el que una matriz de permutación es usada para seleccionar las M antenas de transmisión virtuales;

correlacionar símbolos de salida con las M antenas virtuales; y 1 proporcionar los símbolos de salida correlacionados para su transmisión desde T antenas de transmisión, en el que T es igual o mayor que V y T representa un número total de antenas de transmisión físicas.

31. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente:

seleccionar distintos conjuntos de M antenas virtuales entre las V antenas virtuales para distintas sub-portadoras.

32. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente:

aplicar T distintos retardos cíclicos para las T antenas de transmisión.

33. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente: transmitir una señal piloto por las M antenas de transmisión virtuales.